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      PRODUCT

      航測產品

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      航攝儀(A3)

            A3系統是中科遙感在國內率先引進的新一代數字航空攝影系統,是以色列VisionMap公司的核心產品,目前中科遙感負責A3系統在中國地區的設備代理、推廣和技術支持。A3系統代表了航空攝影測量和數據自動處理系統的最新發展水平,為全方位三維建模提供數據支持。

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      新一代數字航空攝影系統

            A3數字航空攝影系統包括寬幅航空攝影相機與“光速”全自動地面數據處理系統,具有目前市場上同等地面分辨率條件下最大的正射影像制圖覆蓋面積和最快的數據處理流程。A3的先進性:Automatic、Accelerated、Accurate.
            寬幅航空攝影相機
            采用300mm的鏡頭,擁有超高的數據獲取能力和影像分辨率,同樣的分辨率要求下,A3能夠飛行更高的高度,獲取更大面積的數據,節約飛行成本,實現低碳作業。
            可用于不同飛行高度,大大減小了飛行任務受天氣的影響。每個條帶可掃描33個影像對,處理系統自動拼接可生成超大幅影像。

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      寬幅航空攝影相機

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      數據獲取能力示意圖

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      超大幅影像原理示意圖

            全自動地面數據處理系統
            在無地面控制點條件下,通過獨創的軟件算法,對數據進行全自動化處理。
            在2至5天的時間里可處理約5,000平方公里、空間分辨率優于15厘米的航拍數據。

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      全自動地面數據處理系統

            提供DGPS、PPP及結合GCPS等4種空三解算方式,可實現高精度空三測量。一次飛行可獲取多種高分辨率垂直和斜拍測圖產品。經全自動地面數據處理系統處理可得到一系列產品:高精度斜拍影像、超大幅立體像對、DSM,經人工輔助處理可快速高效生產DEM和DOM,為城市景觀三維表達和可視化提供快捷的解決方案。

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      DOM產品圖

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      DEM產品圖

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      DSM產品圖

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      精模產品圖

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      白模產品圖

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      A3多角度攝影測量視圖

            A3航攝儀說明報告
            一、數據獲取效率

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            如上表所示:在同等航高要求下,A3航攝儀可以獲取更高分辨率的影像;在同等分辨率要求下,A3航攝儀數據獲取效率遠高于其他航攝儀。
            利用A3航攝儀獲取寧波全市域優于0.2米地面分辨率影像,相對航高為6667米,與其他航攝儀和飛機的組合方案相比,可以更大程度上避開軍民航空飛機起降路線空域,降低空域協調難度,方便空域的申請;A3常用搭載平臺運八飛機(飛行速度370km/h),數據獲取效率為2073km2/h,寧波市域影像覆蓋用時4.8小時,航攝效率是其他航攝儀2-3倍,可有效利用原本就十分有限的航攝天氣,降低項目總成本和風險,使航飛項目更安全、更經濟和更可控。
           特有的除薄霧功能,有效應對大城市普遍存在的霧霾現象,保證航攝影像質量。

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       二、技術先進
            在不增加航飛成本的前提下,A3數字航攝儀獲取的數據,配合其一體化數據后處理系統Lightspeed,可自動化生產多種測圖產品:數字表面模型(DSM)、數字高程模型(DEM)、數字正射影像(DOM)、傾斜影像和立體像對。

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      圖:Lightspeed數據處理流程圖

            “光速”全自動地面數據處理系統(LightSpeed)以其全自動、超速度、無控制點依賴的數據處理能力享譽全球,全力匹配A3航攝儀超強的數據獲取能力,能夠為客戶提供快速、高效的大范圍數據獲取預處理服務。它由5個高性能刀片服務器和1個磁盤陣列組成,見下圖:

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      圖:“光速”全自動地面數據處理系統

            LightSpeed地面處理系統可為A3航攝儀獲取的影像數據提供一體化生產流程,通過獨創的軟件算法,對數據進行全自動生產。在2-5天時間內,可處理5000平方公里,空間分辨率優于0.15m的航拍數據,得到一系列符合國家制圖標準的產品:正射影像圖DOM、數字表面模型DSM、數字高程模型DEM、斜拍影像。

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      圖:A3成果圖

            獲取的數據具備多重利用價值
            A3航攝儀的設計具備傳統線陣和面陣成像方式特點,是結合兩者優勢、揚長避短的新一代步進分幅成像方式產品。A3采用步進式成像,可在一次飛行中同時獲取高分辨率的垂直和斜拍測圖產品,從而保證航攝數據具有一次飛行多重利用價值。

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      圖:A3步進分幅成像方式與傳統成像方式的比較

            A3系統一次飛行后,再無需額外飛行和數據處理,即可同時獲得多種數據產品。且數據同源性好,最大程度上支持數據的后期應用和再開發:
            · 高地面分辨率、高圖像質量的數字影像;
            · 一次性自動生成高精度的DSM產品,無需額外工作量;
            · DSM可以直接應用于建筑三維建模,無需進行通常的建筑高程測量,將傳統三維建模成本降低一半以上;
            · 高精度DEM產品;
            · 高精度的DOM產品(最高滿足1:500基本比例尺測圖);
            · 超大像幅傾斜攝影測量產品(用于建立立體像對,3D紋理等);
            A3一體化數據生產項目說明
           
      我單位于去年引進該設備從事航測項目應用,并在廣東省東莞地區、廣州市全市域(中標公告見下圖)進行了航攝數據一體化采集、生產DSM、DEM、DOM產品、建立密集城區建筑物白模的項目實踐。項目要求對于DSM、DEM和DOM產品的數據采集、處理及生產全流程一體化進行,避免因為數據獲取不同步、不同數據源間匹配等問題造成產品精度損失并提高時效性。

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      圖:A3影像處理的海量同名點匹配示意圖

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      圖:A3系統一體化生產1:2000 DOM產品

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      圖: A3系統一體化生產(1:2000)DSM產品

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      圖:A3系統一體化生產(1:2000)DEM產品

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      圖:A3系統獲取的單幅原始相片

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      圖:準真正射影像圖,示例一

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      圖:東莞松山湖中心區域單幅正射影像

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      圖:準真正射影像圖,示例二(見圖中藍色框內,高層建筑)

       三、成果精度
            
      對于數據預處理過程中重要的空三解算處理,A3地面處理系統提供4種方式的處理:
            l 使用雙頻GPS地面基站觀測數據的差分GPS處理(DGPS模式)
            l 使用雙頻GPS地面基站觀測數據結合地面像控點的處理(DGPS+GCPs模式)
            l 使用單點定位技術的處理(PPP模式)
            l 使用單點定位技術結合地面像控點的處理(PPP+GCPs模式)
            對于這四種處理方式,A3系統得到的處理精度分別為:
            l 采用DGPS模式處理得到的產品最終測量精度為1.0-1.5個像素
            l 采用PPP模式處理得到的產品最終測量精度為2-4個像素
            l 采用DGPS+GCPs模式和PPP+GCPs模式處理得到的精度是一致的,如果外業測量地面像控點采用WGS84坐標系統,且精度在2-4cm,則最終的產品精度在XY平面上可達到0.5像素,在高程(Z方向)上可達到小于1個像素。
            例如在廣東東莞松山湖項目中,經國家測繪質檢中心檢驗,抽樣檢測的高程精度統計中誤差±0.15m(誤差允許值±1.05m ),平面位置精度統計中誤差±0.107m(誤差允許值±1.2m ),遠優于國家測繪標準要求的精度。

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      圖:檢測報告圖

      四、國內應用案例
           
      2012年3月,中國科學院遙感應用研究所首次將A3引進到中國,并成功應用該設備執行了廣東省東莞市松山湖地區、廣州市區、廣東清遠地區、廣東陽江地區、天津市城區、廣西桂東等地的航空攝影項目。

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